蓝波奶酪挥发性风味成分的分离与鉴定

张玥琪，郭贝贝，孙丰义，孙 杰，陈海涛*，张玉玉，孙宝国

（北京工商大学 北京市食品风味化学重点实验室，食品营养与人类健康北京高精尖创新中心，北京 100048）

蓝波奶酪挥发性风味成分的分离与鉴定

张玥琪，郭贝贝，孙丰义，孙 杰，陈海涛*，张玉玉，孙宝国

（北京工商大学 北京市食品风味化学重点实验室，食品营养与人类健康北京高精尖创新中心，北京 100048）

采用顶空固相微萃取法和同时蒸馏萃取法提取蓝波奶酪中的挥发性风味成分，利用气相色谱-质谱联用技术对挥发性风味成分进行分离鉴定。结果表明，经过气相色谱-质谱联用技术分析，共鉴定出111 种挥发性成分，包括烃类2 种、醛类6 种、酮类12 种、酸类20 种、酯类49 种、醇酚类13 种、含硫含氮及其他杂环化合物9 种。可能对风味造成影响的化合物有：2-庚酮、2-壬酮、丁酸、己酸、辛酸、正癸酸、癸酸乙酯、3-（甲硫基）-1-丙醇、6-庚基四氢-2H-吡喃-2-酮。

蓝波奶酪；同时蒸馏萃取；固相微萃取；气相色谱-质谱联用；挥发性风味物质

近年来我国乳制品行业发展迅猛，各种奶类制品因其高营养价值和醇厚的口味被国内消费者广为接受，作为西方饮食文化基础的奶酪也渐渐进入人们的生活。蓝纹奶酪，又称蓝波奶酪，是成熟过程中内部生长蓝绿霉菌一类奶酪的总称［1］。它作为进口奶酪的典型代表，以其独特的风味和口感征服了国内消费者。然而由于这类奶酪最初只在某些特定地区生产或成熟［2］，因此其价格高于其他种类的奶酪。由于其市场前景广阔，近些年来国内外生产厂家均开始对其工业化生产的探索［1，3-6］。为了缓解进口奶酪垄断高端市场的局面［7］，并为国产奶酪提供更纯正的风味，对于进口奶酪香成分的分析势在必行。

本实验采用固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）和同时蒸馏萃取（simultaneous distillation extraction，SDE）结合气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用方法对蓝波奶酪进行分离鉴定，旨在确定其主要风味成分，为国产蓝波奶酪风味提供一定参考，以提高国产奶酪竞争力。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

安拉三角形蓝波奶酪（丹麦） 北京华澳永盛商贸有限责任公司；无水硫酸钠、乙醚（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；C6～C30正构烷烃 美国Supelco公司；氮气（体积分数99.9%） 北京氦普北分气体有限公司。

1.2 仪器与设备

100 mL圆底烧瓶、1 L圆底烧瓶 北京玻璃仪器厂；手动SPME进样器、固定搭载装置、75 μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（carboxen/polydimethylsiloxane，CAR/ PDMS）萃取头 美国Supelco公司；SDE装置（定制加工） 北京玻璃仪器厂；G7890B-5977A型GC-MS联用仪 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 SPME法提取挥发性成分

萃取前把SPME纤维在GC-MS进样口老化。称取8 g蓝波奶酪样品于30 mL样品瓶中，用聚四氟乙烯隔垫密封，放入60 ℃的恒温水浴平衡40 min后，将SPME萃取纤维通过瓶盖插入样品中的顶空部分，推出纤维，顶空吸附50 min；然后抽回纤维，从样品瓶中拔出萃取头，再将萃取头插入GC-MS进样口，推出萃取头解吸5 min，进行GC-MS分析。

1.3.2 SDE法提取挥发性成分

称取100 g蓝波奶酪样品，将其置于1 000 mL圆底烧瓶中，按照料液比1∶3（g/mL）加入300 mL蒸馏水，搅拌均匀，置于SDE装置的一端，油浴加热，温度为（130±1） ℃，磁力搅拌；取50 mL萃取溶剂于100 mL圆底烧瓶中，加入少质沸石，置于SDE装置的另一端，用恒温水浴锅加热，温度控制在（45±1） ℃。待两侧都开始回流时计时，共3 h。将所得萃取液加入适质无水硫酸钠，密封置于20 ℃的冰箱中冷冻脱水干燥，静置。过滤，除去硫酸钠。所得滤液用旋转蒸发器浓缩至6～8 mL，然后用氮吹仪吹扫至0.5 mL，得到透明无色、香气浓郁的透明液体，待GC-MS分析。

1.3.3 GC-MS测定条件

GC条件：HP-INNOWax毛细管色谱柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；进样口温度240 ℃；升温程序：起始柱温50 ℃，保持2 min，以8 ℃/min升温到110 ℃，以6 ℃/min升至220 ℃，最后以10 ℃/min升至240 ℃，保持1 min；载气为氦气；流速1.0 mL/min；进样质1.0 μL；分流比5∶1（SPME不分流）。

MS条件：电子电离源；电子能质70 eV；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；质质扫描范围m/z 20～350；扫描方式：全扫描；溶剂延迟3 min（SPME无溶剂延迟）；调谐文件为标准调谐。

1.4 数据处处

1.4.1 定性分析

定性分析：对蓝波奶酪中挥发性成分的定性分析主要以NIST 11谱库检索及保留指数为主。保留指数（I）是在分析样品中添加了C6～C30正构烷烃内标物后，根据以下公式进行计算［8］。

式中：t’（i）为待测组分的调整保留时间/min；n和n+1分别为未知物流出前、后正构烷烃的碳原子数；t’（n）和t’（n+1）分别为具有n和n+1个碳原子正构烷烃的保留时间/min。

1.4.2 定质分析

采用峰面积归一化法进行定量分析，求得各挥发性成分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 SPME法和SDE法提取风味物质的比较

续表1

从表1可以看出，结合SPME和SDE 2 种方法从蓝波奶酪中提取挥发性风味成分，经过GC-MS分析，共鉴定出111 种挥发性成分，包括烃类2 种、醛类6 种、酮类12 种、酸类20 种、酯类49 种、醇酚类13 种、含硫含氮及其他杂环化合物9 种。2 种方法均检测到的化合物有40 种。

表2 SPME法和SDE法萃取蓝波奶酪挥发性风味成分种类的相对含量Table 2 Comparison of volatile compounds in SPME and SDE extracts from blue cheese

由表2可以看出，SPME法萃取鉴定出化合物58 种，SDE法萃取出化合物93 种。采用SPME法提取蓝波奶酪中的挥发性风味成分58 种，烃类（0.07%）、醛类（0.48%）、酮类（3.06%）、酸类（83.03%）、酯类（10.50%）、醇酚类（2.43%）、含硫含氮及其他杂环化合物（0.42%）；采用SDE法提取蓝波奶酪中的挥发性风味成分93 种，烃类（0.01%）、醛类（0.71%）、酮类（7.75%）、酸类（62.87%）、酯类（23.96%）、醇酚类（3.21%）、含硫含氮及其他杂环化合物（1.50%）。

2.2 挥发性化合物分析

烃类化合物检出2 种，相对含质占比重很小，却普遍存在于奶酪成分中，但由于烃类物质具有较高的芳香阈值，因此对于奶酪的整体风味贡献较小［9］。

醛类化合物检出较少，占相对含质不到1%，通常表现出青透气息，如3-糠醛和苯甲醛都提供苦杏仁味香气［10］。由于醛类通常阈值极低，因此对香气的贡献较大。醛类化合物主要源于不饱和脂肪酸的氧化反应。另外，斯特雷克尔氨基酸反应及原类降解也可以形成部分醛类化合物［11］。在此并没有检出文献中常见的己醛、壬醛等短链醛类，这可能和奶酪品种有关［12-14］。

酮类化合物阈值低，具有独特的风味，是奶酪中不可或缺的风味组分。在此共检出12 种，其中甲基酮类化合物最为重要，其形成与霉菌有很大的关系，多是由不饱和脂肪酸氧化所产生的［15］。甲基酮是表面霉菌成熟奶酪以及蓝波奶酪最主要的特征风味物质之一，这也是这两类奶酪风味明显不同于其他类型奶酪的根本原因［16-17］。2-烷酮类主要贡献了水果香、花香和霉腐香气，如2-十一酮具有果香、酮香、脂肪香，并带有奶油、乳酪的味道；2-庚酮［18］是由亚油酸氧化而来的，主要贡献了干酪的奶油香味，提供了蓝波奶酪的典型风味［19］。

酸类化合物是影响奶酪风味的重要化合物之一，其本身具有挥发性风味的同时还是甲基酮、仲醇、内酯、酯等风味物质的前体化合物［20］。酸类化合物在2 种方法中检出的相对含质均超过50%，且2 种方法共同检出的化合物高达13 种，其中多有低碳数脂肪酸，其较低的阈值保证了蓝波奶酪的典型发酵风味［21］。如2 种方法均检测到了含质较高的丁酸、己酸、辛酸、正癸酸这4 种中短链脂肪酸，它们具有较为强烈的酸腐味、奶香味，对奶酪的特征风味有重要贡献。其来源主要为牛乳发酵［13］。

酯类化合物具有较低的阈值，通常提供甜味和水果味［22］，可以缓解短链酸类化合物带来的尖刺感，使奶酪的整体风味更加柔和，然而过多的酯类化合物则容易引起奶酪偏水果味的缺陷［23］。酯类化合物是检测出种类最多的化合物，相对含质也仅次于酸类化合物，但SDE法萃取蓝波奶酪中检出的酯类化合物种类和相对含质都远大于SPME法，这应该是由于SDE法经过长时间的加热蒸煮，使得蓝波奶酪样品中酸和醇反应生成了较多的酯类物质，这一点从丁酸的相对含质和丁酯类化合物的相对含质中可以看出。己酸乙酯、辛酸乙酯、庚酸乙酯等脂肪酸乙酯的混合物称为黄油脂［24］，提供了奶酪的骨架香气，是乳制品中的典型风味成分。

醇酚类化合物共检出13 种，2 种方法检出重合率近50%。通常醇类物质具有芳香、植物香以及酸败等气味，其能与脂肪酸进一步反应形成酯，从而对风味产生影响［9］。3-甲基-1-丁醇具有酒样香气、花香味，2-庚醇、2-壬醇具有奶油香气，苯乙醇具有花香味。

含硫含氮及其他杂环化合物共检出9 种，含质较少，但这类化合物通常具有极低的阈值，使得其成为重要的风味物质。主要来源为乳蛋白中甲硫氨酸的降解［25］，通常具有辛辣、焦甜等刺激的味道，这是霉质奶酪与其他种类奶酪的主要区别所在。

本实验与文献［6，26］相比，检出对蓝波奶酪风味成分有重要影响的物质中酮类和酸类：2-壬酮、2-庚酮、己酸、丁酸、辛酸、正癸酸等与文献基本一致，但在酯类化合物文献检出低碳数乙酯类化合物偏多，而本实验中检出高碳数乙酯类化合物较多，这可能与奶酪的成熟工艺有关［7］，而本实验选用奶酪并无明显水果味缺陷可能也是由于酯类化合物之间的差异所导致。此外差异较大的为含硫含氮及其他化合物，文献［6，10，23，26］中对于此类化合物的检出也不尽相同，这可能由于蓝波奶酪的来源、品种及加工工艺有关，同时也可能是造成蓝波奶酪风味之间存在差异的重要原因，这有待进一步实验探索。同时与其他品种奶酪相比，蓝波奶酪此类化合物的检出明显偏多，因此这可能是造成蓝波奶酪有别于其他种类奶酪风味差别的重要原因之一。

3 结 论

本实验结合SPME和SDE 2 种方法从蓝波奶酪中提取挥发性风味成分，经GC-MS分析，共鉴定出111 种挥发性成分，包括烃类2 种、醛类6 种、酮类12 种、酸类20 种、酯类49 种、醇酚类13 种、含硫含氮及其他杂环化合物9 种。

SPME法萃取鉴定出化合物58 种，SDE法鉴定出化合物93 种。2 种方法均检测的到的化合物有40 种。SPME法有利于低沸点挥发性风味成分的提取，而SDE更有利于高沸点、低挥发性化合物的提取。

在所鉴定出的化合物中酮类、酸类、酯类、含硫含氮及其他化合物对于蓝波奶酪的特征风味有较突出贡献［27］。其中影响较大的化合物有：2-庚酮、2-壬酮、丁酸、己酸、辛酸、正癸酸、癸酸乙酯、3-（甲硫基）-1-丙醇、6-庚基四氢-2H-吡喃-2-酮。

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Analysis of Volatile Flavor Compounds in Blue Cheese

ZHANG Yueqi， GUO Beibei， SUN Fengyi， SUN Jie， CHEN Haitao*， ZHANG Yuyu， SUN Baoguo
（Beijing Innovation Centre of Food Nutrition and Human Health， Beijing Key Labaratory of Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University， Beijing 100048， China）

The volatile flavor components of blue cheese were extracted by solid-phase micro extraction （SPME） or simultaneous distillation extraction （SDE）， and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. A total of 111 volatile compounds were identified in blue cheese， including 2 hydrocarbons， 6 aldehydes， 12 ketones， 20 acids， 49 esters，13 alcohols and phenols， and 9 sulfur-containing compounds or nitrogen-containing compounds or heterocyclic compounds. 2-Heptanone， 2-nonanone， butanoic acid， hexanoic acid， n-decanoic acid， decanoic acid ethyl ester， 3-（methylthio）-1-propanol， and 6-heptyltetrahydro-2H-pyran-2-one may have impacts on the flavor of blue cheese.

blue cheese； solid-phase micro extraction （SPME）； simultaneous distillation extraction （SDE）； gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）； volatile flavor compounds

TS207.3

A

1002-6630（2015）16-0132-05

10.7506/spkx1002-6630-201516024

2014-12-25

“十二五”国家科技支撑计划项目（2014BAD04B06；2011BAD23B01）

张玥琪（1991—），女，硕士研究生，研究方向为香料香精。E-mail：yilan0707@126.com

*通信作者：陈海涛（1973—），男，高级工程师，硕士，研究方向为香料香精。E-mail：chenht@th.btbu.edu.cn